CN207672103U - 一种制备赤泥富钛渣的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种制备赤泥富钛渣的装置，通过对赤泥酸浸、烧结以及碱浸过程中施加一定强度的微波加热，在酸浸以及碱浸过程施加一定强度的超声振荡，将获得的赤泥渣烘干后能获得钛含量达60％以上的富钛渣。本实用新型操作简单,成本较低，可连续制备出钛含量比较高的赤泥富钛渣。

Description

一种制备赤泥富钛渣的装置

技术领域

本实用新型涉及冶金技术领域，具体为一种制备赤泥富钛渣的装置。

背景技术

赤泥是从铝土矿中提取氧化铝后产生的废渣，每生产1吨氧化铝大约会产生1～2吨废渣，及赤泥。2015年我国每年大约生产氧化铝已达7000万吨，而且我国的铝土矿品位较低，因此每年产生巨量的赤泥。赤泥不仅占用大量的土地，而且会污染周边的环境，比如污染地下水等。因此，解决赤泥的排放量已迫在眉睫。同时，赤泥中含量大量的有价金属，如果将赤泥作为资源，变废为宝具有非常重要的经济意义和现实意义。目前，国内外研究人员对赤泥中钛的提取进行了大量的研究，比如酸浸、碱浸、离子交换以及浮选法等，但是这些方法效率低、回收率低、成本较高等，因而限制了其应用。因此，亟待开发一种廉价高效的富钛渣制备工艺及装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种制备赤泥富钛渣的装置。首先，在赤泥中采用酸浸，酸浸出能与酸反应的物质，由于钛理论上不与酸和碱反应，因此可以得到初步富集的富钛渣(在本实用新型称粗富钛渣)。在碱浸过程中，让初步富集的富钛渣中能与碱反应的物质进入溶液中，进一步富集钛，获得钛含量比较高的富钛渣(本实用新型称为高富钛渣)。在酸浸和碱浸过程中，尽可能实现让赤泥中的非钛物质进入溶液中，实现钛含量比较高的富钛渣，可实现连续操作，操作简单，因而可以大幅度降低制备成本，以克服现有技术的不足。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种制备赤泥富钛渣的装置，该装置包括酸浸装置系统，烧结装置系统，碱浸装置系统三个部分，且上述系统依次连接，其中酸浸装置系统包括酸浸槽，在酸浸槽四周设置微波装置，在酸浸槽底部设置超声装置，赤泥液充满在酸浸槽内，并通过在酸浸槽设置搅拌器实现赤泥液形成粗赤泥富钛渣，该烧结装置系统包括烧结炉，将粗赤泥富钛渣放置在烧结炉内，并在烧结炉四周设置微波装置一，并使得粗赤泥富钛渣形成赤泥熟料，该碱浸装置系统包括碱浸槽，该赤泥熟料混合水后形成的赤泥熟料液充满碱浸槽内，在碱浸槽四周设置超声装置一，在碱浸槽底部设置微波装置二，在碱浸槽设置搅拌器一实现赤泥熟料液形成成品。

本实用新型原理：在赤泥酸浸以及烧结过程施加微波加热装置，酸浸出能与酸反应的物质，由于钛矿理论上不与酸和碱反应，因此可以得到初步富集的粗富钛渣。在碱浸过程中，施加微波加热和以及超声装置，让初步富集的富钛渣中能与碱反应的物质进入溶液中，进一步富集钛，得到高富钛渣。在酸浸和碱浸的过程中施加微波，有效地促进有用矿物单体的解离和增加有用矿物的有效反应面积，能活化反应过程，从而提高非钛物质浸出速率和浸出效率，从而提高富钛渣中钛含量。同时，在酸浸后钛含量较低的赤泥富态渣烧结过程中，施加微波装置，可以活化碱金属与粗富钛渣中铝等元素的反应，有利于碱浸过程铝、硅元素更多的进入溶液中，从而获得高富钛渣。

与现有技术相比较，本实用信息具有显而易见的突出实质性特点和显著进步:

1)在酸浸、碱浸过程中加超声场，有利于溶液中酸碱与颗粒充分接触，同时加快了传质作用，可以加快酸浸、碱浸过程；

2)在酸浸、碱浸过程中加微波加热装置，由于施加了额外的磁场能，有利酸浸和碱浸过程充分反应，并可能使一些常规条件下非钛矿的物质无法进行的反应在磁场下反应，有利渣中钛的富集；

3)在烧结过程中加超声场，有利于碱与赤泥中铝矿等反应，从而有利后续碱浸过程，从而提高钛富集率；

4)该装置能够进行大规模连续操作，本方法操作简单，能耗低，显著降低生产成本。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例：一种制备赤泥富钛渣的装置，如附图所示，该装置包括酸浸装置系统16，烧结装置系统14，碱浸装置系统15三个部分，且上述系统依次连接，其中酸浸装置系统包括酸浸槽1，在酸浸槽1四周设置微波装置5，在酸浸槽1底部设置超声装置4，赤泥液2充满在酸浸槽1内，并通过在酸浸槽1设置搅拌器3实现赤泥液2形成粗赤泥富钛渣7，该烧结装置系统包括烧结炉6，将粗赤泥富钛渣7放置在烧结炉6内，并在烧结炉6四周设置微波装置一8，并使得粗赤泥富钛渣7形成赤泥熟料，该碱浸装置系统包括碱浸槽13，该赤泥熟料混合水后形成的赤泥熟料液10充满碱浸槽13内，在碱浸槽13四周设置超声装置一12，在碱浸槽13底部设置微波装置二9，在碱浸槽13设置搅拌器一11实现赤泥熟料液10形成成品。

具体使用时

利用上述装置制备赤泥富钛渣的方法如下：

对堆放的赤泥进行水洗，降低赤泥的pH值至约8；

酸浸过程：将赤泥加入到酸浸槽(1)中，加入一定的酸水，并微波加热装置(5)加热到一定的温度，采用搅拌器(3)和超声装置(4)进行搅拌，浸出一段时间后过滤-水洗几遍再过滤，将得到的粗富钛渣进行烘干；

(c)焙烧处理：加入一定的氧化钙，碳酸钠等成分加入到烧结炉(6)，采用微波装置(8)加热进行烧结处理，烧结一段时候后，冷却后并粉碎后采用高能球磨得到一定粒度的粉。

(d)将(c)获得细粉加入碱浸槽(13)中，配好的碱液中浸出，在碱浸出过程中施加微波加热装置(9)加热，采用搅拌器(11)和超声装置(12) 进行分散和搅拌，将于碱液反应的物质浸出在溶液中，再过滤-水洗几次得到高富钛渣，并进行烘干机获得富钛渣。

其具体过程为：将5kg的赤泥按照1:1的比例进行洗涤，降低pH值至约8，然后过滤后进行在80℃进行烘干，然后磨碎，进行盐酸浸出，采用微波加热至90℃，采用的酸过量系数为1.0，浸出时间为60min，超声强波功率为2kW。其中，原始赤泥成分(质量分数)为：SiO2(16.99％)，Al2O3(22.68％)，Fe2O3(7.70％)，CaO(22.80％)，TiO2(5.67％)，Na2O(6.79)，灼碱(11.93％)，其他物质含总含量(1.28％)。在烧结过程中，采用微波加热至1020℃，微波频率为2.45GHz，在烧结粉配比中，钙比为2.40(CaO)，碱比为1.8(Na2CO3)，时间为40min。然后采用稀碱液进行微波加热至90℃进行浸出，浸出时间为 30min，超声强波功率为2kW。然后水洗至pH为约8，进行80℃烘干。从而得到的富钛渣中钛的质量分数可达到60.56％以上。

对比例1，与实施例制备富钛渣参数完全相同，区别在于不加微波加热，而是常规加热，获得的富钛渣钛含量只有53.83％。

对比例1，与实施例制备富钛渣参数完全相同，区别在于不加磁场，也在酸浸和碱浸过程不进行超声分散，获得的富钛渣钛含量只有51.1％。

上述方案的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用的实用新型，熟悉本领域技术的人员显然可以容易对实施方案作出各种修改，因此，本实用新型不限于上述方案，本领域技术人员根据本实用新型的方法，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种制备赤泥富钛渣的装置，其特征在于：该装置包括酸浸装置系统(16)，烧结装置系统(14)，碱浸装置系统(15)三个部分，且上述系统依次连接，其中酸浸装置系统包括酸浸槽(1)，在酸浸槽(1)四周设置微波装置(5)，在酸浸槽(1)底部设置超声装置(4)，赤泥液(2)充满在酸浸槽(1)内，并通过在酸浸槽(1)设置搅拌器(3)实现赤泥液(2)形成粗赤泥富钛渣(7)，该烧结装置系统包括烧结炉(6)，将粗赤泥富钛渣(7)放置在烧结炉(6)内，并在烧结炉(6)四周设置微波装置一(8)，并使得粗赤泥富钛渣(7)形成赤泥熟料，该碱浸装置系统包括碱浸槽(13)，该赤泥熟料混合水后形成的赤泥熟料液(10)充满碱浸槽(13)内，在碱浸槽(13)四周设置超声装置一(12)，在碱浸槽(13)底部设置微波装置二(9)，在碱浸槽(13)设置搅拌器一(11)实现赤泥熟料液(10)形成成品。